Красные или синие штаты, либералы или либертарианцы, американцы испытывают зависимость от редкоземельных элементов, импортируемых из Китая.
Экологические технологии, такие как электромобили, ветряные турбины, солнечные батареи и люминесцентные лампы, основаны на использовании редкоземельных металлов. Военные зависят от редких земель для управляемых ракетных систем, спутников и беспилотных летательных аппаратов. Космические аппараты НАСА несут мощные редкоземельные магниты на Марс и в космос. Магниты также миниатюрные iPad, компьютеры и высокотехнологичные наушники.
Китай контролирует 95 процентов мировых запасов редкоземельных элементов. Ключом к этой монополии является не обилие редкоземельных месторождений, а ее опыт в переработке руды в оксиды и чистый металл. Руды, как правило, содержат уран и торий, самый радиоактивный элемент на планете, и извлечение металла обычно представляет собой длительный многостадийный процесс с участием токсичных химических веществ.
«Мы знаем, где находятся месторождения. Их хранение в вашем iPhone не является простым или простым процессом», - сказал Брэд Ван Гозен, геолог из Геологической службы США (USGS) в Денвере.
Несколько лет назад Китай продемонстрировал свою силу и резко сократил поставки редкоземельных элементов. Этот шаг заставил Соединенные Штаты и другие страны бороться за то, чтобы положить конец их зависимости от Китая. Цены взлетели, привлекая новых инвесторов и добывающие компании на рынок редкоземельных элементов. Сейчас в Соединенных Штатах один новый рудник почти закончен, а два - на стадии выдачи разрешений. Но решающий элемент в выходе из редкоземельного правила Китая - это не новые рудники, а восстановление опыта и инфраструктуры для обработки привередливых металлов, говорят эксперты.
Война цен
В 2010 году Китай резко повысил стоимость редкоземельных элементов, когда начал ограничивать экспорт и устанавливать для иностранных компаний более высокие цены. Ценовой пузырь вызвал мировое безумие, чтобы вырваться из-под контроля Китая. Новый перерабатывающий завод, принадлежащий Австралии, только что открылся в Малайзии. Другие запланированы в Канаде, Европе и Африке. Несколько компаний также пытаются разработать американские поставки для редкоземельных элементов, некоторые при поддержке Министерства обороны.
«Редкоземельные элементы - это очень стратегические металлы, и особенно они имеют стратегическое значение для оборонной промышленности», - сказал Курт Фриман, президент Avalon Development Corp. в Фэрбенкс, Аляска, горнодобывающая консалтинговая фирма. «В Конгрессе и Министерстве обороны возникает тошнотворное чувство», - сказал он.
В Соединенных Штатах калифорнийский рудник Маунтин-Пасс был вновь открыт в 2010 году и, как ожидается, начнет производство легких редкоземельных элементов в этом году. Шахта когда-то была крупнейшим в мире производителем редкоземельных элементов, но была закрыта в 2002 году из-за экологических проблем и падения цен. Еще одна шахта предлагается в Вайоминге канадской компанией Rare Element Resources, но сталкивается с противодействием местных жителей.
Новый ресурс Аляски
Одна из самых больших редкоземельных азартных игр находится на Аланской горе Бокан. Когда-то добываемый для урана гранитный пик на острове Принца Уэльского содержит богатые жилы труднодоступных тяжелых редкоземельных элементов. Проект имеет сильную поддержку со стороны законодательного органа Аляски и близлежащих общин. Канадская компания планирует добывать руду и превращать ее в оксиды с помощью специально разработанного завода по переработке. В этом и заключается проблема.
Несмотря на свое название, редкие земли на самом деле распространены в земной коре, хотя и в низких концентрациях. Это прозвище является пережитком 19 века, когда исследователи обнаружили странно названные элементы в редко встречающихся минералах. 17 элементов имеют близкое сродство, с похожими химическими свойствами и атомным весом. Гора Бокан является одним из немногих мест на Земле с множеством тяжелых редкоземельных элементов, которые имеют более высокий атомный вес. Это особенно повышено в иттрии, которая появляется во всем от кубического циркония и автомобильных датчиков загрязнения до лазеров, ракет и реактивных двигателей.
Поскольку редкие земли часто смешиваются в одной скале, для отделения тяжелых редких земель обычно требуется сначала удалить более легкие. Обычно это делается с помощью ряда химических резервуаров и растворителей. Кроме того, есть радиоактивный уран, который нужно утилизировать. Но владелец шахты Ucore говорит, что у него есть новая технология извлечения твердых частиц, которая значительно упрощает этот процесс. По словам Укора, эта технология основывается на нанотехнологиях для удаления примесей и концентрирования тяжелых редкоземельных элементов в оксиды. Министерство обороны профинансировало исследование добычи руды в Укоре с контрактом в октябре 2012 года.
Дорогое снятие
«Чем сложнее мы на это смотрим, тем сложнее и сложнее», - сказал Ван Гозен.
Консультант металлургической промышленности Гарет Хэтч отмечает, что переработка является самым большим препятствием для компаний, занимающихся добычей редкоземельных металлов.
«Обработка является ключевой проблемой для месторождений, которые особенно склонены к средним и тяжелым редкоземельным элементам, потому что в них есть некоторые необычные минералы, которые ранее не обрабатывались», - сказал Хэтч, основатель Technology Metals Research. Хэтч помогает развитию редкоземельной компании в Канаде.
У USGS есть несколько текущих проектов, исследующих геологию горы Бокан, чтобы лучше понять, как появились минералы.
«Идея состоит в том, чтобы выработать фундаментальное понимание того, как эти месторождения начинаются в первую очередь в земной коре, и использовать его для поиска ресурсов, в которых нуждается общественность США», - сказала Сьюзан Карл, геолог USGS, базирующаяся в Анкоридже.
Член правления Ucore Ярослав Досталь, почетный профессор Университета Святой Марии в Галифаксе, Новая Шотландия, был ведущим автором исследования Bokan Mountain. Программа грантов, которая обеспечила финансирование для исследования, Программа внешних исследований USGS по минеральным ресурсам, выдавала проекты частной промышленности и иностранным получателям в прошлом.
Инвестирование в переработку
У Геологической службы США также есть проекты по изучению геологии других редкоземельных месторождений. С 2010 года Палата представителей приняла закон, ограничивающий правила добычи полезных ископаемых и финансирующий исследования и разработки в области редкоземельных элементов, которые еще не прошли Сенат. Утилизация редкоземельных металлов, что не всегда возможно благодаря высокотехнологичным устройствам, является еще одним способом снижения зависимости от поставок из Китая. Ранее в этом году министерство обороны рекомендовало накопить 120 млн. Долл. США критических тяжелых редкоземельных элементов. Но отраслевые эксперты говорят, что лучше потратить деньги на создание американского опыта и инфраструктуры по обработке редких земель.
«С точки зрения полной мощности, у Molycorp действительно есть свое легкое отделение разделения редкоземельных элементов, но кроме этого, в Северной Америке действительно ничего нет», - сказал Хатч, промышленный консультант.
«Возможность перерабатывать и преобразовывать минералы в соединения, которые входят в высокотехнологичное оборудование, является ключевым узким местом не только в США, но и в мире», - сказал он.
Напишите Бекки Оськин или подпишитесь на ее @beckyoskin. Следуйте за нами @livescience, Facebook и Google+. Оригинальная статья на LiveScience.com.
